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Caracterización y evaluación de la calidad físico-química de nuevas variedades de zanahoria (Daucus carota L.) obtenidas por mejoramiento clásico, para consumo en fresco y/o industria Tesis de grado para optar por el título de LICENCIADA EN BROMATOLOGÍA Alexandra Renna Facultad de Ciencias Agrarias Universidad Nacional de Cuyo Mendoza, Argentina 30 de Junio de 2022 Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 1 “Caracterización y evaluación de la calidad físico-química de nuevas variedades de zanahoria (Daucus carota L.) obtenidas por mejoramiento clásico, para consumo en fresco y/o industria.” Directora: Lic. Brom. Nancy Ventrera Comité Evaluador Presidente: Mgter. Lic. Brom. Nora Martinengo Vocales: Dra. Ing. Agr. Inés Lorello Dra. Lic. Brom. Daniela Locatelli Suplente: Mgter. Ing. Agr. Pablo Loyola Información de contacto Alexandra Renna renna.alexandra@gmail.com Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 2 RESUMEN La zanahoria es una de las hortalizas más cultivadas en el mundo y se encuentra disponible en los mercados durante todo el año. Constituye un excelente alimento desde el punto de vista nutricional gracias a su contenido en vitaminas y minerales, principalmente, β caroteno (pro vitamina A), fósforo y potasio, así como hidratos de carbono, siendo estos nutrientes los que aportan energía. En Argentina el panorama varietal es pobre, situación que valoriza las actividades de mejoramiento. El Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) trabaja actualmente en un plan de mejoramiento genético para mejorar características de rendimiento (tamaño, peso, disminución de descartes) y calidad (color, sabor, disminución del xilema, contenido de β carotenos, contenido de sólidos). El objetivo del presente trabajo fue realizar una caracterización físico-química y un estudio comparativo de las variedades de zanahoria Coral INTA, L2, 133 y 134, obtenidas como parte del plan de mejoramiento genético de la Dra. María Soledad Alessandro en la Estación Experimental del INTA La Consulta, así como evaluar su potencial tanto para el mercado en fresco como para la industria, mediante el análisis de sólidos solubles (°Brix), sólidos totales (%), β caroteno (ppm), azúcares reductores (g%ml), rendimiento en jugo (ml/kg), rendimiento de la raíz midiendo longitud (mm), diámetro de hombros (mm) y peso unitario (g). Los resultados obtenidos demostraron que no hubo diferencia significativa en el contenido de sólidos solubles, sólidos totales y rendimiento en jugo; pero si en la longitud, diámetro de hombros y peso unitario (rendimiento de la raíz), contenido de azúcares reductores y β caroteno. Las variedades 133 y 134 son las que demostraron mejores características en cuanto al contenido de β carotenos, sólidos solubles y totales; mientras que L2 obtuvo mejores resultados respecto al contenido de azúcares reductores rendimiento en jugo y rendimiento de la raíz. En general, las variedades estudiadas resultarían útiles para la industria del deshidratado por su alto contenido de sólidos totales (mayor al de una zanahoria tradicional, no mejorada) lo que se traduciría en un elevado rendimiento y menor gasto de energía; así como para el mercado en fresco y enlatado, por su contenido en sólidos solubles y azúcares reductores (glucosa y fructosa), influyendo en su sabor y permitiendo una mayor aceptación. Los valores obtenidos de β caroteno son satisfactorios también ya que son mayores al de una zanahoria tradicional. Por lo tanto, por su contenido de provitamina A, estas variedades constituyen un aporte significativo para la nutrición. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 3 PALABRAS CLAVES Daucus carota, zanahoria, sólidos totales, sólidos solubles, β carotenos, industria, rendimiento, mejoramiento. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 4 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 6 1.1. ZANAHORIA ........................................................................................ 6 1.1.1. CARACTERÍSTICAS BOTÁNICAS Y TIPOS VARIETALES .......... 6 1.1.1.1. Descripción de la planta ............................................................. 6 1.1.1.2. Tipos varietales .......................................................................... 8 1.1.2. CALIDAD ..................................................................................... 10 1.1.2.1. Calidad de las hortalizas .......................................................... 10 1.1.2.2. Parámetros de calidad en zanahorias ...................................... 11 1.1.2.3. Factores que afectan la calidad de la zanahoria ....................... 14 1.1.3. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL Y PROPIEDADES .................... 15 1.1.4. USOS .......................................................................................... 17 1.2. MEJORAMIENTO GENÉTICO ........................................................... 18 1.2.1. MÉTODOS DE MEJORAMIENTO ............................................... 18 1.2.1.1. Selección Recurrente ............................................................... 19 1.2.2. MEJORAMIENTO GENÉTICO EN ZANAHORIA ......................... 20 2. IMPORTANCIA Y SITUACION EN ARGENTINA...................................... 21 2.1. HORTICULTURA EN ARGENTINA ................................................... 21 2.1.1. Panorama varietal ....................................................................... 21 2.2. DESTINO DE LA PRODUCCIÓN ....................................................... 25 2.3. IMPORTANCIA DE LA VITAMINA A Y SITUACIÓN EN ARGENTINA 25 3. FUNDAMENTACIÓN ............................................................................ 26 4. OBJETIVOS ............................................................................................. 27 4.1. OBJETIVOS GENERALES ................................................................ 27 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................. 27 5. HIPÓTESIS .............................................................................................. 28 6. MATERIALES Y MÉTODOS..................................................................... 28 6.1. MATERIAL VEGETAL ........................................................................ 28 6.2. DETERMINACIONES ANALÍTICAS ................................................... 28 6.2.1. Acondicionamiento de las muestras ............................................ 29 6.2.2. Análisis físico-químicos ............................................................... 29 Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 5 6.3. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS DATOS ....................................... 32 7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................. 32 7.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA ............................................ 32 7.1.1. Sólidos solubles y totales ............................................................ 33 7.1.2. Beta carotenos ............................................................................ 35 7.1.3. Azúcares reductores .................................................................... 37 7.1.4. Rendimiento en jugo .................................................................... 38 7.1.5. Rendimiento de la raíz ................................................................. 39 8. CONCLUSIONES ..................................................................................... 42 9. BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................43 ANEXOS ......................................................................................................... 48 1. DETERMINACIONES ANALÍTICAS ......................................................... 49 1.1. Determinación de sólidos solubles ..................................................... 49 1.2. Determinación de sólidos totales ........................................................ 49 1.3. Determinación de azúcares reductores directos - Método de Fehling Causse Bonnans (FCB) ............................................................................... 50 1.4. Pigmentos carotenoides (pro-vitamina A) ........................................... 51 2. RESULTADOS ......................................................................................... 52 2.1. Sólidos totales .................................................................................... 52 2.2. Beta carotenos ................................................................................... 53 2.3. Rendimiento de la raíz ....................................................................... 54 3. ANÁLISIS ESTADÍSTICO ......................................................................... 54 3.1. Análisis de varianza de sólidos solubles (°Brix) .................................. 54 3.2. Análisis de varianza de sólidos totales (g%g)..................................... 55 3.3. Análisis de varianza de beta carotenos (ppm) .................................... 55 3.4. Análisis de varianza de azúcares reductores (g%ml) ......................... 55 3.5. Análisis de varianza de rendimiento en jugo (ml/kg) ........................... 56 3.6. Análisis de varianza de la longitud, diámetro y peso unitario .............. 56 3.6.1. Longitud (mm) ............................................................................. 56 3.6.2. Diámetro (mm) ............................................................................. 57 3.6.3. Peso (g) ....................................................................................... 57 Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 6 MARCO TEÓRICO 1. INTRODUCCIÓN 1.1. ZANAHORIA 1.1.1. CARACTERÍSTICAS BOTÁNICAS Y TIPOS VARIETALES 1.1.1.1. Descripción de la planta La zanahoria (Daucus carota L.), es una planta de clima frío, pero cultivada también en regiones tropicales y subtropicales, especialmente en grandes altitudes. Su cultivo se inició en Afganistán y de allí se extendió a Europa, la región del Mediterráneo y Asia. Durante su difusión, entrecruzó con tipos silvestres locales (Instituto Internacional de Recursos Fitogenéticos, 1998). Las formas no domesticadas de la zanahoria tenían raíces delgadas y pálidas. Con los cruzamientos y mejoramiento vegetal se generaron las primeras variedades domésticas, posiblemente en Afganistán, Irán y Turquía, que tenían raíces púrpuras. Las zanahorias anaranjadas que se conocen en la actualidad aparecieron en Holanda, en el siglo XVI, y se caracterizaban por su elevado contenido en carotenos (Infoalimentos, 2019). Es una planta bienal de estación fría con un crecimiento óptimo entre los 15 ºC y los 25 ºC de temperatura. El hecho de que sea bienal no significa estrictamente que su cultivo comercial dure dos años, sino que tiene dos etapas de crecimiento: una etapa vegetativa y una etapa reproductiva (figura 1) (Gaviola, 2013). Figura 1. Etapa vegetativa (izquierda) y etapa reproductiva (derecha) de una planta de zanahoria. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 7 Durante el primer período de crecimiento, o etapa vegetativa, la planta produce un tallo muy comprimido al ras de suelo y una roseta de hojas, acumulando reservas carbonadas en su raíz hipertrofiada. Luego de un período de vernalización o exposición a bajas temperaturas (entre 0 y 10 ºC), hecho que generalmente ocurre durante el invierno, comienza la etapa reproductiva. En la misma se produce la elongación del tallo y la floración, para lo cual la planta utiliza las reservas acumuladas en la raíz, provocando una lignificación y pérdida del valor comercial de la misma. Anatómicamente las raíces de la zanahoria están compuestas por el floema (en la parte más externa) y el xilema o corazón en la parte central (figura 2). Las zanahorias de alta calidad son aquellas que poseen mayor contenido de floema que xilema, es decir que tienen un corazón pequeño, ya que el floema tiene mayor capacidad para acumular azúcares y carotenos. Figura 2. Anatomía de la raíz de la zanahoria: (a) vista longitudinal y (b) vista en cortes transversal y longitudinal. Ilustración extraída de Rubatzky et al. (1999). Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 8 La forma de las raíces puede ser desde redondeada hasta cilíndrica, encontrándose diversas formas intermedias (figura 3). El diámetro de la parte superior varía desde 1-2 cm en algunas variedades hasta 10 cm en otras. El largo se extiende entre 5 y 50 cm, aunque la mayoría de las variedades tienen raíces comprendidas entre los 10 y 25 cm. Además de las zanahorias naranjas, mundialmente se cultivan zanahorias de otros colores como blancas, rojas, amarillas y púrpuras. La diferencia entre estas raíces son los pigmentos que poseen: las zanahorias naranjas poseen mayormente betacarotenos, las rojas poseen licopenos, las amarillas xantófilas, las púrpuras antocianinas y las blancas no tiene ningún pigmento (Gaviola, 2013). 1.1.1.2. Tipos varietales Las variedades de zanahoria se clasifican según: Constitución genética: en híbridas y variedades de polinización abierta Requerimientos de vernalización: en anuales (también denominadas subtropicales) y bienales (templadas) Tamaño y forma de sus raíces: en distintos tipos varietales. El descubrimiento de la androesterilidad citoplasmática en zanahoria permitió el desarrollo de variedades híbridas que aportaron mayor uniformidad y vigor en los cultivos. Sin embargo, las variedades de polinización abierta, es decir las que no son híbridas, todavía son ampliamente utilizadas, especialmente cuando las ventajas del híbrido no justifican el mayor costo de semilla. En una escala global existen dos grandes grupos de variedades: las zanahorias bienales, con altos requerimientos de frío para florecer, bajo vigor de plántulas y ciclo más largo, y las zanahorias anuales, con bajos requerimientos de frío, mayor vigor de plántula y ciclo más corto. Las zanahorias bienales se utilizan en zonas con clima frío o templado, en las siembras otoño-invernales, ya que permiten la cosecha de raíces antes de la floración. Las zanahorias anuales, en cambio, se siembran en zonas con clima subtropical o en las siembras de fines de primavera a principio del verano en zonas templadas. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 9 Las zanahorias, además, se clasifican por el tamaño y la forma de sus raíces. Según su longitud las raíces se dividen en largas (>20 cm), medias largas (14- 19 cm) o cortas (<14 cm), según su diámetro o grosor en chicas (10-19 mm), medianas (20-39 mm) o grandes (40-60 mm), según su forma en cilíndricas, tronco cónicas o cónicas. A su vez los hombros son suaves o pronunciados, la punta aguda, semiobtusa u obtusa. Por la combinación de estas características se originan los distintos tipos varietales (figura 3). Dentro de cada tipo varietal existen numerosas variedades comerciales (Gaviola, 2013). Figura 3. Formas típicas de zanahoria y distintos tipos de corona y de punta (Reproducido de Rubatzky et al., 1999). Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 10 Las variedades comerciales más comunes son: Chantenay: Es una zanahoria ligeramente cónica cuyo extremo inferior es redondeado y su longitud media es de 11-15 cm y su diámetro de 3-5 cm. De color intenso yuniforme, tanto en la corteza como en el centro de la zanahoria. Nantes: Es una zanahoria de forma casi cilíndrica y extremo inferior redondeado. Es más delgada que la anterior. Su longitud es de 11-15 cm y su diámetro varía entre 2,5 a 4 cm. Se destaca por su buena textura y sabor, pero sus raíces son más frágiles. Su color también es intenso, pero puede presentar la parte central de color amarillo. Danvers: Es más delgada que la Chantenay, de forma cónica, que termina en una punta no totalmente roma. Mide entre 15 y 16 cm de longitud y 2,5 a 4 cm de diámetro. Presenta buen color en la corteza, pero más tenue en la parte central. Emperador: Zanahoria larga (18 a 23 cm de longitud), delgada (2,5 -4 cm de diámetro) y cónica, con una punta semiobtusa. Flakkee: Es un cultivar muy importante de alto rendimiento. Raíz de longitud larga (20 a 25 cm) con un diámetro de 4,5 a 5,5 cm (Gaviola, 2013). 1.1.2. CALIDAD 1.1.2.1. Calidad de las hortalizas Algunos autores señalan que la calidad en productos hortícolas se conforma de atributos que pueden medirse objetiva o subjetivamente; que no existe “calidad absoluta” sino grados relativos de adaptabilidad según un fin particular (Fritz & Habben, 1970) De acuerdo a Peron y Lefebvre (1984) los componentes intrínsecos de calidad en las hortalizas, pueden ser clasificados en cuatro tipos, según su incremento de subjetividad en la apreciación: Calidad higiénica y sanitaria. Este tipo de apreciación está relacionado con la protección sanitaria de los consumidores, y dado que es difícil determinar el nivel a partir del cual un producto vegetal se torna perjudicial para la salud, resulta Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 11 necesario admitir tolerancias en varios campos, tales como en los residuos de pesticidas, en pestes y enfermedades, en sustancias minerales (nitratos, metales pesados). Calidad nutricional. Indica la capacidad potencial de un producto de satisfacer las exigencias nutricionales de quien lo consume. Calidad tecnológica. Está determinada por la respuesta del vegetal al proceso industrial o la preparación de comidas. En el primero deben considerarse los diferentes pasos, desde el cultivo hasta la preparación del producto para su consumo. En la segunda deben tenerse en cuenta las etapas de lavado, clasificación pelado, cortado, blanqueado, etc., hasta la conservación, que puede ser hecha mediante congelado, envasado o deshidratado del producto (Bentsoon, 1984). Calidad organoléptica o sensorial. Puede ser dividida en dos partes: calidad sensorial externa, que incluye atributos relacionados con la apariencia (color, tamaño, forma) y calidad sensorial interna, que incluye atributos relacionados con el sabor y la textura. El sabor es causado por componentes químicos y la textura por una combinación de propiedades físicas. 1.1.2.2. Parámetros de calidad en zanahorias Según Mazza (1989), los parámetros de calidad más importantes en zanahoria son el tamaño, forma, color, textura y aspectos internos (valor biológico y calidad sensorial). El principal valor biológico se relaciona con el contenido de vitaminas y fibra dietética en las raíces (Alasavar et al., 2005) Los azúcares solubles son los principales compuestos de almacenamiento en las raíces de la zanahoria, representando el 35-70% del peso seco de la raíz (Nilsson, 1987). Esto es de interés ya que, de acuerdo con el destino de la zanahoria se requiere un contenido de sólidos solubles determinado. El contenido varía normalmente entre 7 y 14° Brix, valores mayores a 8 son deseables (Gabriel et al. 2005; Rodríguez 2005). En el caso de destinarse a la industria del enlatado, se precisa un contenido de 6,4 a 8° Brix (Reina, 1997). En Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 12 cambio, para el consumo en fresco es deseable un mayor contenido ya que influyen en el sabor y tienen mayor aceptación (Gaviola, 2013). El contenido de azúcar en las zanahorias aumenta con rapidez después de unos tres meses de siembra manteniéndose después constante hasta la cosecha. Los azúcares reductores (glucosa y fructosa) se mantienen constantes en este período, mientras que la proporción de azúcares no reductores (sacarosa) aumenta en forma potencial (Borja y Vidal, 2007). Un alto contenido de azúcares reductores es deseable, principalmente para el consumo en fresco. Kaur et al. (1976) reporta en su estudio 1.67–3.35% de azúcares reductores, 1.02–1.18% de azúcares no reductores y 2.71–4.53% de azúcares totales en cultivares de zanahoria. En cuanto a los sólidos totales (materia seca) se considera en torno al 11 % lo que dependerá en gran medida del cultivar y de las condiciones climáticas en las últimas etapas del cultivo, como las temperaturas, que incide positivamente al ser altas. El porcentaje de estos sólidos es de gran interés para procesos industriales ya que afecta el contenido de azúcares, el rendimiento y calidad del producto procesado (Krarup et al., 1986). Respecto al color de las raíces, causado por diversos pigmentos, es una de las principales características que determina la calidad. Las zanahorias naranjas, las más difundidas en Argentina, contienen pigmentos carotenoides, α y β-caroteno, que funcionan como antioxidantes y además son precursores de la vitamina A (retinol), lo que constituye la mayor riqueza nutritiva de esta raíz. Cuanto más intensa es la coloración naranja, mayor contenido de carotenos tiene la raíz. La variabilidad existente entre variedades de zanahoria va desde 80 ppm hasta 100 ppm de carotenos en cultivares originales (Simon, 1987). En evaluaciones realizadas en la Estación Experimental Agropecuaria La Consulta INTA y en la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Cuyo, se determinó que las variedades más utilizadas en Argentina (de polinización abierta tipo Flakkee) tienen contenidos de carotenos entre 107 y 234 ppm (Gaviola, 2013). Su aporte aproximado en β-caroteno es de 12 mg%g (Senser y Scherz, 1999) a 20 mg%g (Bernice y Merrill, 1975). Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 13 El color es una característica significativa, tanto para el mercado en fresco, ya que las personas prefieren zanahorias con colores naranjas intensos, como para la industria. Por ejemplo, las zanahorias en conserva, que según el Código Alimentario Argentino (CAA), deben tener un color amarillo intenso con tendencia al anaranjado y no deben presentar partes verdes o verdosas. El floema (parte externa de la raíz) de la zanahoria es más rico en sólidos y azúcares que el xilema (corazón) acumulando potencialmente más carotenos. Una zanahoria de buena calidad es aquella que tiene un corazón pequeño, y color naranja intenso uniforme en floema y xilema (Gaviola, 2013). La calidad nutricional de las raíces es tan importante como el rendimiento. El rendimiento en jugo también es una característica de interés ya que una de las formas de comercialización de las zanahorias corresponde al procesado para la obtención de jugos o zumos. El jugo producido por la zanahoria ronda los 680 a 750 litros de concentrado por tonelada procesada (Ebner, 1995). En efecto Kehr et al. (2010), reporta de 35.000 a 67.000 litros por hectárea al obtener rendimientos en sus cultivares del orden de 70 a 130 toneladas/hectárea, por lo tanto, el rendimiento promedio en jugo sería de 350 a 670 L/tn. Respecto a su calidad organoléptica, debe realizarse una evaluación sensorial para determinar las distintas características del producto a través de los sentidos tales como el aspecto, sabor, olor, gusto, consistencia. Los estándares argentinos que definen la calidad para la zanahoria en fresco y los criterios para su determinación están descriptos en la normativa vigente de la Resolución SAG Nº297 del 17/6/83 del Servicio Nacionalde Sanidad y Calidad Agroalimentaria (SENASA) que reglamenta las normas de tipificación, empaque y fiscalización de Hortalizas Frescas con destino a mercados de interés nacional. En ésta se establece como “condiciones generales” que las raíces deben: Ser sanas, frescas, limpias, firmes, lisas, bien formadas Estar libres de hojas, insectos vivos, podredumbres, grietas, crecimientos secundarios, lesiones, decoloraciones, olor y sabor extraños. No deberá ser: leñosa, seca. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 14 De acuerdo con la FAO (Food and Agriculture Organization of United States, Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura), los requisitos mínimos de calidad que debe reunir la zanahoria son: estar entera, sana (sin rajaduras, plagas ni enfermedades), limpia (sin materiales extraños), de consistencia firme, con un color típico de la especie y variedad, no bifurcada, desprovista de raíces secundarias, tierna (sin textura leñosa), de aspecto fresco, exenta de humedad exterior anormal, exenta de olores y sabores extraños. Para conservas ácidas (encurtidos fermentados o no fermentados), la materia prima debe ser de textura firme y tamaño regular. De preferencia se elegirán los productos más pequeños, homogéneos y sanos (FAO, 2014). 1.1.2.3. Factores que afectan la calidad de la zanahoria La obtención de un producto de calidad se gesta durante la etapa de precosecha ya que una vez cosechado, la calidad no puede ser mejorada ni aún con las mejores tecnologías de poscosecha disponibles. Las prácticas de precosecha y cosecha tienen un enorme impacto en el producto obtenido ya que no solamente afectan a los atributos de calidad, sino también al ritmo con que se deteriora durante la poscosecha, incidiendo decisivamente en la aceptación por parte del consumidor y la rentabilidad general de toda la cadena (López Camelo, 2011). En el cultivo, los defectos tienen un componente genético y un componente ambiental fuerte (tipo de suelo y su manejo, factores climáticos y edáficos, fundamentalmente). El rendimiento y la calidad de las raíces en cultivos de zanahorias, están muy influenciados por estas condiciones las cuales permiten, o no, la expresión del potencial genético de cada variedad en particular (Gaviola, 2013). Los defectos que tienen origen en el campo son, por ejemplo, la presencia de hombro verde, daños por insectos, malformaciones, bifurcaciones y rajaduras cicatrizadas. Por otro lado, los deterioros que son producto del manejo de la cosecha y poscosecha son el daño mecánico (la raíz se presenta quebrada, rota o rajada), la deshidratación y las podredumbres. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 15 Para zanahoria, es tan importante la calidad de las raíces como el rendimiento. El rendimiento disminuye por la presencia de zanahorias con daño mecánico, deformaciones (bifurcadas, rajadas) o enfermas (Ávila et al., 2010). 1.1.3. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL Y PROPIEDADES Las vitaminas son micronutrientes esenciales, porque son indispensables para el organismo en pequeñas cantidades. Son parte vital de una dieta saludable y es necesario consumirlas de forma habitual, ya que nuestro organismo no las sintetiza. Algunas vitaminas, denominadas liposolubles (como la A, D, E y K), se disuelven en las grasas y se almacenan en el hígado y en los tejidos grasos; mientras que las hidrosolubles (como las del grupo B y la vitamina C), se disuelven en agua y se eliminan del cuerpo con la orina. En particular, la vitamina A es muy importante para el sistema inmunológico y ayuda a mantener saludables la piel y el revestimiento de los pulmones, del intestino y de las vías urinarias. Pero donde su función es fundamental, es en el funcionamiento de la visión. Una zanahoria de tamaño medio cubre el 89% de las necesidades diarias de esta vitamina para hombres de 20 a 39 años y el 112% para mujeres de la misma edad (Fundación Española de la Nutrición, 2019). Existen dos tipos de vitamina A. El primero, “vitamina A preformada”, que se encuentra en el hígado vacuno, en la carne de ave, la yema de huevo, en los pescados (como el salmón) y en los productos lácteos. El segundo tipo es la “provitamina A”, que está presente en hortalizas de hojas verde oscuro como la acelga y la espinaca, y en verduras de color verde, anaranjado y amarillo, como brócoli, zanahorias y calabazas. También está presente en frutas, como naranja, melón, damasco, mango y papaya. La más importante de las provitaminas A es el beta caroteno, un pigmento que, una vez consumido, se convierte poco a poco en vitamina A en el organismo (Infoalimentos, 2019). De la zanahoria se extrajo por primera vez el β-caroteno, carotenoide responsable de su color característico. La alta biodisponibilidad de éste, mucho más que la de los vegetales de hojas, hace que el consumo regular de esta raíz Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 16 satisfaga las necesidades vitamínicas del hombre. Es el aspecto más destacable de este alimento desde el punto de vista nutricional (Badui, 2012). Respecto a los carotenoides presentes, el β-caroteno es el más abundante en esta hortaliza, seguido del α-caroteno. Pero existen, además, otros como la luteína, que se localiza en la retina y el cristalino del ojo. Otras vitaminas, en cantidades más discretas, son la vitamina C y la vitamina B6 (tabla 1) (Fundación Española de la Nutrición, 2019). Las vitaminas C y E, y el beta caroteno tienen la propiedad de proteger al ser humano contra generadores de radicales libres que pueden dañar las células, los cuales provocan enfermedades crónicas del corazón y de los pulmones, así como artritis y hasta cáncer; incluso algunos autores los relacionan con el proceso de envejecimiento. Los rayos ultravioletas, el humo de cigarrillo y el aire contaminado, son algunos de los responsables de producir moléculas altamente reactivas capaces de generar radicales libres (Badui, 2006). Tabla 1. Composición nutricional de la zanahoria. Fuente: Fundación Española de la Nutrición, 2019 Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 17 En relación a los minerales, son ricas en fósforo y potasio. Aunque contienen también, en pequeñas cantidades calcio, hierro, yodo, magnesio, entre otros. Sus minerales y vitaminas hidrosolubles se pueden perder por diversos mecanismos, y dado que muchas se concentran justo por debajo de la piel, al pelarlas profundamente éstas se eliminan. Por ser hidrosolubles se extraen en el agua de remojo o de cocción, la cual generalmente se desecha; en otras una exposición prolongada a altas temperaturas y a los rayos UV solares induce su destrucción (Badui, 2012). El agua es el componente más abundante de la zanahoria, seguido por los hidratos de carbono, siendo estos últimos nutrientes los que aportan energía. Al tratarse de una raíz, absorbe los nutrientes y los asimila en forma de azúcares. Contiene 6.3% de la benéfica fibra dietética a base de celulosa y de otros polisacáridos; sin embargo, ésta se pierde en 85 a 90% en su jugo debido a que se elimina en el bagazo, quedando sólo un residuo de 0.8%. Su ligero dulzor se debe a 5 o 6% de glucosa, sacarosa y fructosa que se incrementa en el vegetal tierno y de menor tamaño y que resalta en la cocción (Badui, 2012). 1.1.4. USOS Las zanahorias se pueden consumir de diversas formas. Se suelen trocear, y se consumen crudas, cocidas, fritas o al vapor y se cocinan en sopas, guisos, ensaladas, pasteles, así como en comidas preparadas para bebés y animales domésticos. Se pueden consumir en fresco preparando ensaladas, sándwiches, jugos o bien pueden congelarse, hacer encurtidos, enlatarlas al natural o en salmuera. A partir de zanahorias deshidratadas se pueden elaborar purés, snacks, sopas instantáneasy caldos. En la siguiente figura se pueden ver algunos ejemplos de productos elaborados con zanahorias. Respecto a su uso medicinal, del fruto se puede extraer vitamina A y carotenoides que actúan como provitamina A, antioxidantes, anticancerígenos y cicatrizante intestinal (FAO, 2014). Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 18 Figura 4. Productos elaborados con zanahorias: sopas, snacks, comida de bebé y enlatados. 1.2. MEJORAMIENTO GENÉTICO El mejoramiento es el proceso de separación de las mejores plantas de un grupo silvestre, para formar grupos de plantas útiles para el hombre. Este proceso va ligado a siembras en zonas y suelos apropiados, de acuerdo con una tecnología adecuada con el fin de obtener mayor cantidad de frutos, buena calidad de maderas y alta calidad de los compuestos bromatológicos y químicos. Por lo tanto, el mejoramiento de las plantas constituye un proceso acelerado de la evolución, creando nuevos grupos de plantas superiores dentro de cada especie, que son los diferentes cultivares comerciales que actualmente encontramos bajo cultivo o formando huertos altamente rentables, por su alta productividad y buena calidad (Chávez, 1985). 1.2.1. MÉTODOS DE MEJORAMIENTO Los métodos de mejoramiento definen la forma de conducir la selección, las unidades de selección a utilizar y el posterior manejo que se da a los genotipos seleccionados. Existen muchos métodos de mejoramiento, que de acuerdo con Rumbaugh et al. (1988) se clasifican en dos grandes grupos: a) interpoblacionales, que se basan en el concepto del mejoramiento de poblaciones de polinización abierta, donde se permite el flujo de genes entre poblaciones y en los que el intercambio de polen puede ser llevado a cabo en Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 19 forma natural (polinizadores) o manual; y b) intrapoblacionales, que buscan incrementar la frecuencia de genes favorables dentro de una misma población de plantas. En este último grupo, las unidades de selección pueden ser plantas individuales, familias de plantas, o sus combinaciones. Es importante señalar que, en general, los métodos no son excluyentes entre sí y que pueden usarse en forma complementaria, a efectos de una utilización más eficiente de los recursos disponibles en función de los objetivos del programa de mejoramiento (Odorizzi et al., 2013). 1.2.1.1. Selección Recurrente La selección recurrente (SR) es un método de mejoramiento vegetal que permite aumentar la frecuencia de los genes favorables en la expresión de características poligénicas que están bajo selección, en una población. El método consta de tres etapas: evaluación, selección y recombinación. Las plantas, seleccionadas sobre la base de alguna característica de interés para el fitomejorador, se intercruzan para obtener una nueva población; ésta se evalúa, y los materiales más sobresalientes se seleccionan e intercruzan para iniciar un nuevo ciclo de selección (Guimaraes,1997). La selección recurrente permite: Mejorar 1 o más caracteres a la vez Mejorar caracteres de herencia cuali o cuantitativa Aumentar la frecuencia de alelos favorables Mejorar poblaciones Obtener líneas parentales Existen dos tipos de SR según la unidad de selección y recombinación: Selección recurrente genotípica Selección recurrente fenotípica (Alessandro, 2012) En la selección recurrente genotípica los individuos seleccionados deben pasar previamente una evaluación de su progenie a través del comportamiento “Per Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 20 se” en lotes experimentales o mediante el cruzamiento con probadores de reconocido valor genético (Valencia, 2017). La fenotípica se caracteriza y distingue de otros métodos utilizados por la recombinación de los mejores genotipos para formar una población mejorada que mantenga alta variabilidad genética (Guimaraes,1997). Además, esta técnica no requiere pruebas de aptitud combinatoria; se basa en el fenotipo de la planta; cada ciclo puede ser tan corto como un año y se utiliza en caracteres de alta heredabilidad (Biasutti, 2017). 1.2.2. MEJORAMIENTO GENÉTICO EN ZANAHORIA Los principales objetivos de mejoramiento en esta especie son el aumento de rendimiento a través de la disminución de descartes (plantas florecidas prematuramente, raíces rajadas, bifurcadas o con raíces secundarias, defectos de color), precocidad en el ciclo, resistencias a enfermedades de hoja y de raíz, resistencia a plagas (especialmente nemátodos). Para el mercado en fresco, los principales caracteres de interés son el color, sabor, conservación, resistencia a enfermedades y sus aportes a la salud (beta caroteno), entre otros. En cambio, si fuera destinado a la industria (deshidratado, congelados, jugos) se enfocaría también el aumento en su contenido de sólidos solubles y totales, así como en su tamaño y peso, disminución del xilema, entre otros. Por ejemplo, en el caso de la industria del deshidratado, un aumento en el contenido de sólidos y una disminución del xilema se traduciría en un mayor rendimiento y menor gasto de energía. Además, el mejoramiento de zanahoria puede optimizar la adquisición de carotenoides. Un adulto necesita comer 150 gramos de zanahoria común (100 ppm de β caroteno) por día para satisfacer los requerimientos de vitamina A. Con una zanahoria mejorada en su contenido en caroteno se necesitaría una menor cantidad de la misma para alcanzar estos requerimientos (Alessandro, 2012). Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 21 2. IMPORTANCIA Y SITUACION EN ARGENTINA 2.1. HORTICULTURA EN ARGENTINA La horticultura es una actividad intensiva que aporta gran valor agregado. La producción hortícola representa alrededor del 11 % del producto bruto agrícola del país. La superficie cultivada varía de año en año, dado que gran parte de los cultivos son anuales; comprende alrededor de 600.000 hectáreas y ocupa alrededor de 10 millones de jornales por año, lo que la transforma en una de las actividades de mayor valor social. Especies como ajo, batata, cebolla, garbanzo, lechuga, papa, pimiento, poroto seco, tomate, zanahoria y zapallo, concentran más del 85 % del valor de la producción. El 93% de la producción se destina al mercado interno. Argentina genera 230 millones de dólares en exportaciones hortícolas (Galmarini, 2018). Brasil es el principal destino, más del 70% de las exportaciones se dirigen a ese país, por lo que resulta prioritario diversificar la producción para acceder a otros mercados. El 90 % de la producción nacional se consume en fresco y se comercializa en mercados mayoristas, verdulerías e hipermercados, el restante 10 % se industrializa, el destino más importante es la industria conservera, aunque merece destacarse lo derivado a las industrias del congelado y del deshidratado (Galmarini, 2018). A nivel mundial el consumo de hortalizas se incrementa anualmente por su asociación con efectos benéficos para la salud. El consumo diario en Argentina ronda los 140 gramos por habitante y por día, lejos de lo aconsejado por la Organización Mundial de la Salud, que recomienda 400 gramos. Esto representa una gran oportunidad, de acompañar la tendencia mundial, al menos habría que duplicar la producción nacional para satisfacer la demanda del mercado interno (Galmarini, 2018). 2.1.1. Panorama varietal En Argentina, se observa que la adopción de variedades de zanahoria híbridas es baja, ocupando solo un 14% de la superficie total en las principales zonas productoras (figura 5). Esta situación probablemente se relaciona con la forma Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 22 de comercialización a campo, por peso de raíces sin tener en cuenta la calidad, y con una gran variabilidad,año tras año, del precio pagado al productor. Figura 5: Superficie implantada, estimada, con cultivares híbridas y variedades de polinización abierta (VPA) en cada provincia productora. Los porcentajes en el gráfico corresponden a la proporción de híbridos respecto a la superficie cultivada en cada zona. (Alessandro y Gabriel, 2011) El 80% de la superficie se encuentra implantada con zanahorias bienales (figura 6). Estas variedades son principalmente ofrecidas por semilleros privados extranjeros, existiendo pocas variedades nacionales inscriptas, desarrolladas por INTA (tablas 2 y 3, figura 7). Figura 6. Superficie implantada, estimada, con cultivares anuales y variedades bienales en cada provincia productora. Los porcentajes en el gráfico corresponden a la proporción de anuales respecto a la superficie cultivada en cada zona. (Alessandro y Gabriel, 2011) Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 23 Tabla 2. Listado de variedades inscriptas en Argentina. Nº Registro Especie Condición Genética Cultivar Grupo Especie Inscripción RNC Solicitante 2756 ZANAHORIA VARIEDAD BEATRIZ INTA HT 1994-05-19 INTA E.E.A.LA CONSULTA 944 ZANAHORIA VARIEDAD CHANTENAY LISA SEL LA CONSULTA HT 1981-01-13 18205 ZANAHORIA VARIEDAD CORAL INTA HT 2018-06-29 INTA 2415 ZANAHORIA VARIEDAD CRIOLLA INTA HT 1991-02-22 2755 ZANAHORIA VARIEDAD JULIA INTA HT 1994-05-19 INTA E.E.A.LA CONSULTA 16850 ZANAHORIA VARIEDAD LARGA CORDOBESA HT 2016-11-16 CAPS CIA.ARG.PROD. DE SEMILLAS 14284 ZANAHORIA VARIEDAD NARA INTA HT 2014-02-21 INTA Referencias: HT=hortícolas Fuente: Instituto Nacional de Semillas (INASE), 2021 Las zanahorias anuales, llamadas ‘Criollas’ en Argentina, se utilizan principalmente en Santiago del Estero, Córdoba y San Juan. Este tipo de variedad es de origen nacional en una gran mayoría, con una alta proporción de semilla producida por los propios agricultores o por pequeños productores semilleros, mayormente de la provincia de San Juan. Figura 7. Variedades comerciales de zanahorias bienales tipo Flakkee (Gaviola, 2013) Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 24 Tabla 3. Variedades de zanahoria inscriptas en el Registro Nacional de Cultivares de la Argentina en los últimos años. Nº Registro Condición Genética Cultivar Grupo Especie Inscripción RNC País Solicitante 20520 HIBRIDO RUBYPAK HT 2021-05- 20 USA NUNHEMS B.V. 20510 HIBRIDO PURPLE SNAX HT 2021-05- 20 USA NUNHEMS B.V. 20509 HIBRIDO SNOW MAN HT 2021-05- 20 USA NUNHEMS B.V. 20508 HIBRIDO HONEYSNAX HT 2021-05- 20 USA NUNHEMS B.V. 19917 HIBRIDO SANGRIA HT 2021-03- 23 JAP TSUKASA SHOJI S.A. 19072 VARIEDAD KURODA IMPROVED HT 2019-10- 04 JAP AGROPECUARIA PILAR SH 18848 HIBRIDO ALLYANCE HT 2019-08- 28 HOL NUNHEMS B.V 18785 HIBRIDO KILLMU HT 2019-06- 03 USA MONSANTO ARGENTINA S.R.L 18630 VARIEDAD ZAFIRA HT 2019-01- 09 DEN GARDE GIUSTI Y CHUCHUY S.A. 18609 VARIEDAD GROSA HT 2019-01- 09 DEN GARDE GIUSTI Y CHUCHUY S.A. 18606 VARIEDAD NANTES PLUS HT 2019-01- 09 DEN GARDE GIUSTI Y CHUCHUY S.A. 18605 VARIEDAD NANTES DUKE HT 2019-01- 09 DEN GARDE GIUSTI Y CHUCHUY S.A. 17547 VARIEDAD FLAMIR HT 2018-09- 24 FRA ALLIANCE SEMILLAS SA 17545 VARIEDAD LAVAL HT 2018-09- 24 FRA ALLIANCE SEMILLAS SA Referencias: HT=hortícolas Fuente: INASE, 2021 Las preferencias por cada tipo varietal varían en distintas partes del mundo, por ejemplo en EE.UU. se encuentran ampliamente difundidas las zanahoria tipo ‘Emperador’, mientras que en Europa se prefieren las tipo ‘Nantesa’ y ‘Amsterdam forcing’, y en Asia se cultiva principalmente la zanahoria tipo ‘Kuroda’. En Argentina el 50% de la superficie se encuentra implantada con zanahorias tipo ‘Flakkee’, un 26% con zanahorias tipo ‘Nantesa’, un 20% con zanahorias tipo ‘Criolla’ y un 3% con otros tipos, entre los que se incluyen ‘Chantenay’, ‘Danvers’ y ‘Berlicum’. Cabe aclarar que las zanahorias nantesas utilizadas en Argentina son un poco más largas (20 cm promedio) que el tradicional tipo varietal, aunque conservan la forma cilíndrica y punta obtusa. Dentro de las zanahorias tipo ‘Criolla’ existe gran variabilidad en cuanto a forma y tamaño de raíces, aunque la gran informalidad presente en la comercialización de este tipo de variedades hace dificultosa una clara identificación y clasificación (Gaviola, 2013). Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 25 2.2. DESTINO DE LA PRODUCCIÓN El mayor porcentaje de la producción se destina al consumo en fresco y una pequeña proporción a la industria del deshidratado y otros procesos. El consumo per capita nacional (6 kg/habitante/año) la ubica en sexto lugar entre las hortalizas. Las exportaciones son escasas y oscilan entre 0,5 y 1,5% de la producción. El 94% de las exportaciones realizadas entre 2008 y 2010 se realizaron desde Mendoza (Gaviola, 2013). 2.3. IMPORTANCIA DE LA VITAMINA A Y SITUACIÓN EN ARGENTINA La deficiencia de micronutrientes en niños y en mujeres embarazadas constituye una causa importante de morbimortalidad. La situación afecta cerca de un tercio de la población mundial y está muy relacionada con la carencia de hierro, yodo y vitamina A. La ingesta adecuada de vitamina A contribuye a la diferenciación celular normal, funcionamiento del sistema inmunitario, mantenimiento de las mucosas y de la visión, participa del metabolismo normal del hierro. El problema más común provocado por la deficiencia de vitamina A en niños de corta edad y mujeres embarazadas, es una enfermedad ocular denominada ceguera nocturna. La falta de esta vitamina afecta a los ojos, pero también a la piel y otros tejidos, que se resecan y dañan. Además, se hacen más frecuentes cierto tipo de infecciones (Infoalimentos, 2019). En un estudio de deficiencia de micronutrientes de Argentina realizado por el Departamento de investigación en nutrición de la Universidad Maimónides (Buenos Aires) en 2017 se concluyó que, entre los niños menores de 5 años, la proporción nacional con ingesta por debajo del valor de RPE (Requerimiento Promedio Estimado) fue 23,8%, observándose una proporción significativamente mayor en el noreste argentino (40,7%). La relación entre ingesta y el valor correspondiente a RPE presentó inadecuación en el 66,2% de las embarazadas del país para la vitamina A. El resultado presentado por una encuesta realizada fue aún más grave, ya que 85,4% de las Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 26 embarazadas presentaron ingesta por debajo del RPE para vitamina A en el día anterior (Leal et al., 2017). Las deficiencias de micronutrientes son un impedimento para el desarrollo social y económico de las comunidades y de las naciones. Por otro lado, las medidas de intervención dirigidas al control y prevención de deficiencias nutricionales pueden reducir la morbilidad y la mortalidad, promover el desarrollo físico, neurológico e intelectual de las personas, y acelerar dicho desarrollo económico y social de los países. 3. FUNDAMENTACIÓN La zanahoria es una de las hortalizas más cultivadas en el mundo. Su consumo se ha extendido ampliamente, ya que actualmente se encuentra disponible en los mercados durante todo el año. De acuerdo al Ministerio de Agroindustria de la Nación, con una producción anual de 300 mil toneladas de raíces en una superficie de entre 7 a 9,5 mil hectáreas y un consumo por persona de 6 kilos por habitante por año, la zanahoria es una de las hortalizas preferidas por los argentinos (Dansa et.al, 2017; Gaviola, 2013). Es un alimento excelente desde el punto de vista nutricional gracias a sucontenido en vitaminas y minerales. El agua es el componente más abundante, seguido de los hidratos de carbono, siendo estos nutrientes los que aportan energía. La zanahoria presenta un contenido en carbohidratos superior a otras hortalizas. Al tratarse de una raíz, absorbe los nutrientes y los asimila en forma de azúcares (Dansa et. al, 2017). Por otro lado, la actividad de mejoramiento vegetal es un instrumento esencial para optimizar los resultados de la producción agrícola en términos de cantidad, calidad y diversidad. Es una actividad que se ha desarrollado en forma empírica desde los inicios de la agricultura y, con el avance del conocimiento, se ha convertido en una herramienta imprescindible para el desarrollo de la producción agropecuaria en su conjunto. De esta manera se ven beneficiados los productores, industriales y profesionales dedicados al cultivo y manejo de zanahorias (INTA, 2015). Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 27 En Argentina el panorama varietal es pobre ya que no hay empresas privadas que realicen mejoramiento genético. Se importan cultivares o se realiza mejoramiento en sector público (INTA, universidades) (Alessandro, 2019). Por ello, el avance en la diferenciación de cultivares nacionales aumenta la oferta de variedades con buen desempeño productivo, lo que contribuye a aumentar las exportaciones, a diversificar la oferta dirigida al mercado interno y a atender a las necesidades y problemáticas nutricionales. Debido a todo lo mencionado, en el presente trabajo de tesis, se buscó evaluar las nuevas variedades de zanahoria desarrolladas por el INTA y su potencial para fines agroindustriales o mercado en fresco. El instituto trabaja actualmente en un plan de mejoramiento genético para mejorar características de rendimiento (tamaño, peso, disminución de descartes) y calidad (color, sabor, disminución del xilema, contenido de β carotenos, contenido de sólidos). 4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVOS GENERALES Caracterizar y evaluar la calidad físico-química de las variedades de zanahoria Coral INTA, L2, 133 y 134 obtenidas por mejoramiento clásico y determinar cuál es el destino más conveniente para éstas. 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer las características físico-químicas de las 4 variedades mejoradas de zanahoria. Comparar las distintas variedades de acuerdo con sus características físico-químicas y establecer si hay diferencias significativas entre ellas. Evaluar las características físico-químicas de las variedades y su potencial comportamiento para fines agroindustriales o mercado en fresco. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 28 5. HIPÓTESIS Existe una diferencia estadísticamente significativa entre las 4 variedades de zanahoria obtenidas por mejoramiento clásico, respecto a sus características físico-químicas: sólidos solubles y totales, azúcares reductores, β-caroteno, rendimiento en jugo, rendimiento de la raíz. Las variedades tienen potencial para fines agroindustriales. 6. MATERIALES Y MÉTODOS 6.1. MATERIAL VEGETAL Se estudiaron 4 variedades de zanahorias mejoradas de polinización abierta: 1504: Coral INTA (cultivar bienal tipo flakkee, inscripto en 2018) 1505: Material mejoramiento avanzado L2 (bienal, tipo flakkee, seleccionado por color y sólidos) 1506: Material mejoramiento avanzado 133 (bienal, tipo nantesa, origen: mezcla cultivar comercial y líneas alto sólido) 1507: Material mejoramiento avanzado 134 (bienal, tipo nantesa, origen: mezcla líneas alto sólido y color) La cosecha se realizó el 30 de mayo de 2019, donde se tomaron al azar de una superficie sembrada 120 zanahorias en total, 30 de cada variedad. Las mismas fueron obtenidas como parte del proyecto "Mejoramiento genético de especies hortícolas de uso intensivo” en la Estación Experimental Agropecuaria (EEA) del INTA La Consulta, Mendoza, donde se utilizó como método de mejoramiento la selección recurrente fenotípica (mejoramiento clásico). Las características a mejorar fueron rendimiento (tamaño, peso, forma, disminución de descartes) y calidad (color, βcaroteno, sabor, contenidos de sólidos). 6.2. DETERMINACIONES ANALÍTICAS Una vez recepcionadas en el laboratorio, se clasificaron por variedad y cada una se dividió en tres grupos de 10 zanahorias (A, B y C) para realizar los análisis físico-químicos por triplicado. Los mismos se llevaron a cabo en el laboratorio central de la Facultad de Ciencias Agrarias. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 29 Figura 8. Muestras de zanahoria Coral INTA preparadas para caracterización físico química. A continuación, se explican de forma resumida las determinaciones, las cuales se pueden ver detalladas en el Anexo. 6.2.1. Acondicionamiento de las muestras Se tomaron 3 zanahorias de cada grupo (9 en total de cada variedad) para analizar el rendimiento de la raíz y luego se utilizó un extractor de jugo y se midió el rendimiento en jugo para cada uno. Las 7 restantes de cada grupo se trocearon. Se tomó una parte para realizar la determinación de sólidos totales y lo demás se colocó en vasos de plástico y se licuó. Luego, el jugo obtenido filtrado a través de una muselina fue usado para determinar beta-carotenos, azúcares reductores y sólidos solubles. 6.2.2. Análisis físico-químicos A continuación, se explican brevemente los métodos utilizados para las determinaciones físico-químicas realizadas (Ver Anexo). Sólidos solubles (°Brix) a 20°C: mediante lectura en refractómetro de mano (previamente calibrado), y corrección por temperatura en caso de ser necesario. (Guinle, 2016) Sólidos totales (g%g): se troceó la muestra y secó en estufa a 100°C por 3 horas. Luego se dejó enfriar en desecador y se pesaron. (Guinle, 2016) Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 30 Figura 9 y 10. Balanza y horno de secado para determinación de sólidos totales. Beta carotenos: mediante extracción con solventes y cuantificación en espectrofotómetro de absorción a 450 nm, expresado en ppm. (Guinle, 2016) Figura 11. Determinación de βcaroteno en zanahorias. Azúcares reductores directos: por método de Fehling Causse Bonnans (FCB) expresado en g%ml. Este método se basa en que, a temperatura de ebullición, los azúcares de función aldehídica y cetónica, reducen las soluciones cúpricas fuertemente alcalinas. (Guinle, 2016). Figura 12. Reactivos utilizados en la determinación de azúcares reductores. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 31 Rendimiento en jugo: se obtuvo el jugo de las zanahorias utilizando un extractor y posteriormente se midió la cantidad resultante en una probeta de 250 mililitros. Se hizo el cálculo expresando el resultado en mililitros de jugo por kilogramo de zanahoria. (Catalán, 2011) Figura 13 y 14. Extracción y medición de jugo obtenido de las zanahorias. Rendimiento de la raíz: se midió en cada raíz la longitud (mm), desde los hombros hasta la punta sin incluir la “cola de ratón”, con un escalímetro con aproximación de 1mm; el diámetro (mm) a la altura de los hombros y el peso (g) individual con balanza digital. Figura 15. Medición de longitud en zanahorias. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 32 6.3. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS DATOS De todas las variables analizadas se llevó a cabo la determinación de los valores medios, así como de la desviación estándar que mide cuánto se alejan, en promedio, los datos del valor medio. Los datos obtenidos de las muestras estudiadas fueron sometidos a un análisis estadístico ADEVA para identificar las diferencias significativas entre los valores medios de las variables con respecto a un determinado atributo físico-químico con un nivel de significancia de 0,05. Dicho análisis se realizó mediante el software INFOSTAT, donde se utilizó el test de Duncan para comparar los promedios obtenidos y determinar si hay diferencias entre las medias y cuáles son las diferentes. 7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 7.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA A continuación, se muestra un resumen de los resultados obtenidos para la caracterización físico-química de las variedades de zanahorias evaluadas, presentando luego, cada determinación, sus resultados y discusión de los mismos. Tabla 4. Valores medios, desviación estándar y análisis de varianza de los parámetros físico- químicos en las variedades Coral INTA, L2, 133 y 134. Variedad Variable S. S. (°Brix) S.T. (g%g) β caroteno (ppm) Az. Red. (g%ml) Rend. Jugo (ml/kg) Coral INTA 11,07 ± 1,01a 14,97 ± 0,85 a 268,06 ± 49,26 b 3,84 ± 0,08 bc 445,41 ± 12,68 a L2 10,83 ± 0,35a 14,20 ± 1,08 a 346,07 ± 138,65 ab 4,09 ± 0,49 c 477,71 ± 30,05 a 133 11,37 ± 1,06a 15,24 ± 0,90 a 371,43 ± 143,32 ab 3,44 ± 0,35 ab 455,75 ± 10,01 a 134 11,63 ± 0,78a 15,46 ± 1,16 a 460,00 ± 120,00 a 3,16 ± 0,08 a 449,21 ± 84,55 a ADEVA (1) NDS NDS *** *** NDS (1) Análisis de varianza, ***Diferencias Significativas p<0,05 y NDS No Deferencias Significativas. Valores con distinta letra, dentro de una misma columna, indican diferencias significativas. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 33 Tabla 5. Valores medios, desviación estándar y análisis de varianza del rendimiento de la raíz en las variedades Coral INTA, L2, 133 y 134. Variedad Variable Longitud raíz (mm) Diámetro del hombro (mm) Peso unitario (g) Coral INTA 165,67 ± 11,38 b 32,00 ± 5,10 ab 95,02 ± 21,25 b L2 183,78 ± 14,02 a 36,33 ± 5,05 a 122,36 ± 32,98 a 133 166,78 ± 14,02 b 30,22 ± 5,17 b 80,36 ± 26,85 bc 134 146,22 ± 16,48 c 28,44 ± 6,06 b 65,91 ± 14,44 c ADEVA (1) *** *** *** (1) Análisis de varianza, ***Diferencias Significativas p<0,05 y NDS No Deferencias Significativas. Valores con distinta letra, dentro de una misma columna, indican diferencias significativas. 7.1.1. Sólidos solubles y totales Los resultados obtenidos en la determinación de sólidos solubles y totales son presentados en la siguiente tabla (ver anexo) y gráfico (figura 17). Tabla 6. Resultados y valores promedios de sólidos solubles (°brix) y porcentaje de sólidos totales obtenidos en las variedades evaluadas. Variedad Muestra Sólidos solubles (°Brix) Promedio sólidos solubles (°Brix) Sólidos totales (g%g) Promedio sólidos totales (g%g) Coral INTA A 11,20 11,07 14,60 14,97 B 10,00 14,37 C 12,00 15,94 L2 A 10,80 10,83 13,15 14,20 B 11,20 15,31 C 10,50 14,14 133 A 10,40 11,37 14,37 15,24 B 12,50 16,17 C 11,20 15,17 134 A 11,00 11,63 14,77 15,46 B 12,50 16,80 C 11,40 14,80 Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 34 Figura 16. Contenido promedio de sólidos solubles (°brix) y totales (g%g) en las 4 variedades de zanahoria evaluadas. Como se puede observar el contenido promedio de sólidos solubles ronda entre los 10 y 12° brix, es decir, que se encuentra dentro de los valores normales citados en la bibliografía (7 a 14°brix). Como se mencionó anteriormente, valores mayores a 8° brix son deseables, por lo tanto, todas cumplen con esta condición. En el caso de los sólidos totales también se obtuvieron valores satisfactorios, donde las cuatro variedades superaron el 11% (valor normal de una zanahoria no mejorada). Estos valores nos muestran que estas zanahorias resultarían útiles para la industria del deshidratado por su alto contenido de sólidos totales lo que se traduciría en un elevado rendimiento y menor gasto de energía, así como para el mercado en fresco y enlatado, influyendo en su sabor y permitiendo una mayor aceptación. El ADEVA indica que las medias son estadísticamente iguales (p-valor mayor al nivel de significancia de 0,05), es decir que no hay diferencias significativas entre variedades tanto en el contenido de sólidos solubles como sólidos totales (ver anexo). 11,07 10,83 11,37 11,63 14,97 14,20 15,24 15,46 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 Coral INTA L2 133 134 Sólidos solubles y sólidos totales Sólidos solubles (°Brix) Sólidos totales (g%g) Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 35 7.1.2. Beta carotenos En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos. Tabla 7. Resultados obtenidos en la determinación de β-carotenos (ppm) y valores promedios de las 4 variedades. En el caso del contenido de β-carotenos, una de las variables más importantes y característica de estas raíces, se encontraron diferencias significativas entre la variedad 134 y Coral INTA conforme al test de Duncan (ver anexo). Figura 17. Gráfico de barras mostrando la distribución de los valores promedios de la concentración de β-carotenos (ppm) en las variedades evaluadas. 268,06 346,07 371,43 460,00 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00 450,00 500,00 Coral INTA L2 133 134 p p m β c ar o te n o Variedad Variedad Muestra y repetición βcaroteno (ppm) Promedio βcaroteno (ppm) Variedad Muestra y repetición βcaroteno (ppm) Promedio βcaroteno (ppm) Coral INTA A1 212,5 268,06 133 A1 680,0 371,43 A2 212,5 A2 - A3 212,5 A3 - B1 275,0 B1 275,0 B2 250,0 B2 275,0 B3 275,0 B3 275,0 C1 325,0 C1 365,0 C2 325,0 C2 365,0 C3 325,0 C3 365,0 L2 A1 212,5 346,07 134 A1 500,0 460,00 A2 235,0 A2 500,0 A3 - A3 - B1 620,0 B1 620,0 B2 425,0 B2 580,0 B3 - B3 - C1 310,0 C1 340,0 C2 310,0 C2 340,0 C3 310,0 C3 340,0 Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 36 Con el gráfico de box-plot (figura 19), podemos ver con mayor claridad el comportamiento de cada variedad con respecto al contenido de β-carotenos. Los bigotes de cada caja nos indican la dispersión (desviación estándar) de las mediciones con respecto al valor medio obtenido para cada variedad (graficado con una X en cada caja), también cuáles fueron los valores mínimos y máximos. Figura 18. Gráfico de box-plot mostrando la distribución de los valores promedios de la concentración de β-carotenos en cada variedad. Como se puede apreciar los valores poseen una alta variabilidad, principalmente la variedad 133, donde se obtuvieron valores desde 275 hasta 680 ppm. Mientras que para la 134 nos da en promedio un contenido mayor de β carotenos con un poco menos de variabilidad y esto tiene sentido ya que para obtener esta variedad se mezclaron líneas con color intenso y alto contenido de sólido. Coral INTA tiene poca variabilidad siendo ésta la que obtuvo menor contenido en promedio. La desviación estándar en cada variedad nos muestra la gran variación que existe en los datos obtenidos (ver tabla 4 y anexo). Sin embargo, en su totalidad, los valores son mayores a 200 ppm lo cual nos indica que tienen un contenido mayor a una zanahoria tradicional (80-100 ppm). Por lo tanto, las cuatro variedades constituyen un aporte significativo en términos de nutrición. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 37 7.1.3. Azúcares reductores La siguiente tabla contiene los resultados obtenidos para la determinación de azúcares reductores directos. Tabla 7. Resultados del porcentaje de azúcares reductores y valores promedios obtenidos en las 4 variedades. Variedad Muestra Az. Reductores (g%ml) Promedio az. Reductores (g%ml) Coral INTA A 3,80 3,84 B 3,94 C 3,80 L2 A 3,82 4,09 B 4,66 C 3,80 133 A 3,84 3,44 B 3,29 C 3,19 134 A 3,11 3,16 B 3,11 C 3,25 Como se puede ver en el gráfico 20 la variedad 134 fue la que presentó menor porcentaje de azúcares reductores, mientras que en la L2 se obtuvo un porcentajemayor. De acuerdo con test de Duncan (ver anexo), se encontraron diferencias significativas entre las variedades L2-134; L2-133, y Coral INTA-134. Figura 19. Gráfico de barras representando la distribución de los valores promedio de azúcares reductores determinados para cada variedad. Los datos obtenidos en las 4 variedades concuerdan con lo citado en la bibliografía (1,67- 3.35%), es decir, que tienen un contenido de azúcares 3,84 4,09 3,44 3,16 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 Coral INTA L2 133 134 A z. r e d u ct o re s (g % m l) Variedad Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 38 reductores similar a una zanahoria tradicional y hasta un poco mayor, en el caso de la variedad L2. Esto es favorable para su consumo en fresco ya que nos indica que tiene un importante porcentaje de glucosa y fructosa, lo que se traduce en un sabor más dulce. 7.1.4. Rendimiento en jugo A continuación, se presentan los resultados obtenidos en la determinación del rendimiento en jugo. Tabla 8. Resultados obtenidos en la determinación de rendimiento en jugo para las 4 variedades evaluadas y sus valores promedios. Variedad Muestra Rendimiento en jugo (ml/kg) Promedio rendimiento en jugo (ml/kg) Coral INTA A 452,96 445,41 B 452,49 C 430,77 L2 A 445,60 477,71 B 482,38 C 505,15 133 A 445,21 455,75 B 465,12 C 456,93 134 A 486,77 449,21 B 508,47 C 352,38 Figura 20. Gráfico de barras representando la distribución de los valores promedio del rendimiento en jugo determinados para cada variedad. 445,41 477,71 455,75 449,21 420 430 440 450 460 470 480 490 Coral INTA L2 133 134 R e n d . j u go ( m l/ kg ) Variedad Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 39 Figura 21. Gráfico de box-plot mostrando la distribución de los valores promedio del rendimiento en jugo para las cuatro variedades evaluadas. La variedad L2 produjo un mayor volumen de jugo respecto a las demás variedades, dando un promedio de 477,71 mililitros por kg de zanahoria. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas. En el caso de la variedad 134 se obtuvieron datos muy variados como se puede observar en la figura 22, donde los valores van desde 352,38 a 508,47 ml/kg. Convirtiendo los valores obtenidos en litros por tonelada, se encontrarían dentro del rango de rendimiento promedio mencionado por la bibliografía (350 a 670 L/tn), por ejemplo, Coral INTA siendo la que obtuvo menores valores, pero menor variabilidad en sus resultados, produciría unos 445,41 L/tn. Sin embargo, para hacer una estimación de este grado se debería contar con un tamaño muestral mayor para sacar conclusiones más acertadas. 7.1.5. Rendimiento de la raíz En la siguiente tabla y gráfico se presentan los resultados obtenidos en la determinación del rendimiento de la raíz (ver anexo). Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 40 Tabla 9. Resultados obtenidos en la determinación de longitud, diámetro y peso para las 4 variedades evaluadas y sus valores promedios. Variedad Muestra Longitud (mm) Promedio longitud (mm) Diámetro de hombros (mm) Promedio diámetro de hombros (mm) Peso unitario (g) Promedio peso unitario (g) Coral INTA A 167,33 165,67 33,67 32,00 98,71 95,02 B 163,67 29,00 90,90 C 166,00 33,33 95,46 L2 A 189,33 183,78 37,67 36,34 146,04 122,36 B 177,33 35,67 101,17 C 184,67 35,67 119,87 133 A 162,33 166,78 29,67 30,22 87,40 80,36 B 163,00 29,67 65,69 C 175,00 31,33 88,00 134 A 152,33 146,22 27,67 28,44 63,12 65,91 B 150,00 29,33 71,71 C 136,33 28,33 62,88 Figura 22.Gráficos de barras y líneas para la longitud, diámetro del hombro y el peso unitario de las cuatro variedades evaluadas. De acuerdo con el análisis de varianza realizado, se encontró que L2 es significativamente diferente a las demás variedades en longitud, también lo son la variedad 133 y Coral INTA respecto a la 134 (ver anexo). Coral INTA L2 133 134 Longitud (mm) 165,67 183,78 166,78 146,22 Diámetro (mm) 32,00 36,33 30,22 28,44 Peso (g) 95,02 122,36 80,36 65,91 95,02 122,36 80,36 65,91 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 180,00 200,00 Longitud (mm) Diámetro (mm) Peso (g) Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 41 En relación con el diámetro, el test de Duncan reveló que L2 es significativamente diferente de las variedades 133 y 134, siendo ésta última en la que se obtuvo menor valor. Estos resultados nos dan una noción de la forma de la raíz característica de estas variedades. En el caso la variedad L2 se caracterizaría por tener hombros más anchos y mayor longitud respecto a las otras variedades. En cambio, la variedad 134 tiene hombros más angostos y menor longitud. En el caso del peso unitario también se encontraron diferencias significativas entre L2 y las demás variedades, y entre Coral INTA y 134, donde L2 fue la que pesó más y demostró mayor diferencia respecto a las otras. Los resultados obtenidos en cuanto al peso son razonables ya que las variedades con mayor longitud y diámetro pesaron más, como es el caso de L2, igual que para 134 que al tener menor longitud y diámetro se obtuvieron valores inferiores. Por lo tanto, podemos decir que la variedad L2 tiene un mayor rendimiento en tamaño y peso, lo cual coincide con la bibliografía ya que se considera a las variedades flakkee como zanahorias de alto rendimiento. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 42 8. CONCLUSIONES No existen diferencias significativas entre las variedades respecto a su contenido de sólidos solubles, sólidos totales y rendimiento en jugo. Existen diferencias significativas entre las variedades respecto a su contenido de azúcares reductores y β carotenos. Existen diferencias significativas entre las variedades respecto a su longitud, diámetro, peso. Siendo la variedad L2 la que tuvo un mayor rendimiento en raíz. Los valores obtenidos nos muestran que estas zanahorias resultarían útiles para la industria del deshidratado por su alto contenido de sólidos totales (mayor al de una zanahoria tradicional) lo que se traduciría en un elevado rendimiento y menor gasto de energía; así como para el mercado en fresco y enlatado, por su contenido en sólidos solubles y azúcares reductores, influyendo en su sabor y permitiendo una mayor aceptación. Los valores obtenidos de beta caroteno son satisfactorios ya que son mayores a 200 ppm, es decir, mayor a una zanahoria tradicional. Por lo tanto, constituyen un aporte significativo para la nutrición. Las variedades 133 y 134 son las que demostraron mejores características en cuanto al contenido de β carotenos, sólidos solubles, totales; mientras que L2 obtuvo mejores resultados respecto al contenido de azúcares reductores, rendimiento en jugo y rendimiento de la raíz. En general, podemos decir que las 4 variedades poseen una buena calidad nutricional (% azúcares y provitamina A) y tecnológica (% sólidos). Respecto a la calidad sensorial, el contenido de azúcares y sólidos solubles nos da un indicio de que puede tener buen sabor, pero para poder sacar conclusiones más acertadas se debe realizar un análisis sensorial. Alexandra Renna Tesis Licenciatura en Bromatología 43 9. BIBLIOGRAFÍA ALASALVAR C., AL-FARSI M., QUANTICK P.C., SHAHIDI F., WIKTOROWICZ R. 2005. Effect of chill storage and MAP on antioxidant activity, anthocyanins, carotenoids phenolics and sensory quality of ready-to-eat shredded orange and purple carrots. Food Chem. 89: 69-76. 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